基于环境因子的东海马鲛鱼(Scomberomorus Niphonius)资源量评估

东海马鲛鱼(Scomberomorus Niphonius)的种群动态易受海洋环境条件的影响,在其资源评估和管理中需要考虑海洋环境条件的作用。假设马鲛鱼产卵场最适海表温度10～19℃(Suitable SST,Tsui)范围会影响种群环境容纳量(K),因此分别使用产卵季3月最适表温范围比值(Tsui-Mar)、4月最适表温范围比值(Tsui-Apr)和3、4月份最适表温范围比值的平均值(Tsui-Ave)作为剩余产量模型的环境因子,构建三种基于环境因子的剩余产量模型(environmentally dependent surplus production,EDSP),分别为Tsui-MarEDSP、Tsui-Apr-EDSP和Tsui-Ave-EDSP,利用贝叶斯估计模型参数,结果显示Tsui-Mar、Tsui-Apr、Tsui-Ave三个基于环境因子的EDSP模型偏差信息标准(deviance information criterion,DIC)值小于传统的剩余产量模型的DIC值,其中Tsui-Ave-EDSP模型DIC值最小,精度最高,估计的最大可持续产量(maximum sustainable yield,MSY)的范围为8.125×106～8.371×106 t,资源量(biomass)范围是1.429×106～1.455×106 t,从1994年到2015年,马鲛鱼的捕捞死亡率远低于目标死亡率(Ftar)和MSY水平捕捞死亡率(FMSY),种群资源量高于MSY水平资源量(BMSY)。东海马鲛鱼没有被过度捕捞或未发生过度捕捞,基于EDSP模型中的管理参考点更为保守,建议日后东海马鲛鱼的种群评估和管理应考虑产卵场环境条件。     

基于连续型时滞差分模型的南大西洋长鳍金枪鱼资源评估

南大西洋长鳍金枪鱼群体是全球资源状况维持较好的金枪鱼群体之一,剩余产量模型(Surplus production model, SPM)、年龄结构模型(Age-structured population model, ASPM)和贝叶斯产量模型(Bayesian surplus production model, BSPM)等都已成功运用于该群体的资源评估。连续型时滞差分模型(Continuous delay-difference model, CTD-DM)是在时滞差分模型(Delay-difference model, D-DM)基础上考虑了生物过程充分时间延迟构建起来的模型,比起ASPM需要较少的数据,并且比SPM更具有生物学意义。本文在离散型D-DM基础上构建了CTD-DM,并应用在南大西洋长鳍金枪鱼渔业数据中。结果显示,CTD-DM评估的最大可持续产量(Maximum Sustainable Yield, MSY) 80%置信区间为21510-23118 t (中值22398 t),较ASPM和SPM等MSY评估结果偏保守。相对生物量B_(2011)/B_(MSY)和相对捕捞死亡系数F_(2011)/F_(MSY)分别为1.45和1.04,当前该群体相对资源量水平较好,但是相对捕捞死亡系数较高;BSPM和CTD-DM的风险评估结果显示,当捕捞死亡率均等于0.2时在2025年取得最大持续产量,考虑到当前渔业持保守态度和预防性策略的理念,建议捕捞死亡率应控制在0.15以内。     

中国近海三种重要渔业资源的生物学参考点评估

中国近海大多数渔业都属于数据有限渔业,用对数据要求较高的复杂模型无法对这些渔业资源做出有效评估,因此用数据有限评估模型评估渔业资源的研究具有重要意义。本文使用经典剩余产量模型(CEDA和ASPIC)和两种新型有限数据评估模型(贝叶斯Schaefer剩余产量模型(BSM)和蒙特卡洛MSY估算模型(CMSY)),评估了黄渤海鳀鱼(Engraulis japonicus)、东海带鱼(Trichiurus lepturus)和南海金线鱼(Nemipterus virgatus)这三种重要渔业资源的生物学参考点和资源现状。研究表明:黄渤海鳀鱼MSY估计值为80×10~4～83×10~4 t,生物学参考点F/F_(MSY)估计值小于1.0而B/B_(MSY)略小于1.0,表明这种渔业捕捞强度适中但资源尚未得到完全恢复。东海带鱼MSY估计值为58×10~4～64×10~4 t,F/F_(MSY)估计值大于1.0而B/B_(MSY)估计值小于1.0,表明这种渔业存在过度捕捞且资源已经衰退。南海金线鱼MSY为30×10~4～32×10~4 t,F/F_(MSY)估计值大于1.0而B/B_(MSY)估计值小于1.0,表明这种渔业存在过度捕捞且资源已经衰退。以上4种模型均可适用于中国近海数据有限的渔业资源,但两种经典剩余产量模型对三种渔业数据的拟合不够稳定(相关系数R~2波动较大),因此取BSM和CMSY模型的评估结果作为重要参考,但这两种有限数据评估模型的拟合效果尚需进行深入研究。     

基于水温因子的太平洋褶柔鱼冬生群剩余产量模型研究

水温是影响太平洋褶柔鱼冬生群生长、繁殖、补充的重要因素之一。根据2004–2015年太平洋褶柔鱼冬生群渔业数据和其栖息地环境数据,包括1月产卵场(28°～35°N,125°～130°E)和9月索饵场(31°～38°N,128°～132°E)海表面温度(Sea Surface Temperature,SST),建立了基于SST因子的太平洋褶柔鱼冬生群体的剩余产量模型,分析SST对太平洋褶柔鱼冬生群资源量的影响,对该模型的各项指标进行验证,发现该模型的预测精度较高。结果表明:太平洋褶柔鱼冬生群当年的资源量及渔获量主要受索饵场SST影响,而产卵场SST对其当年渔获量影响不显著。由此建议在今后对产卵场SST因子是否对次年的渔获量及资源量产生影响进行研究,同时渔业管理部门也应根据每年海洋环境状况确定其最大可持续产量,并实时调整管理方案。     

栖息地指数模型在北太公海秋刀鱼渔情预报中的应用

秋刀鱼(cololabis saira)作为高度洄游的大洋性鱼类,因其资源量大、分布广而成为我国远洋渔业重要的捕捞对象之一。本文根据2003～2015年我国大陆在北太平洋公海秋刀鱼的生产调查数据,结合所获得的环境数据,以秋刀鱼单位捕捞努力量渔获量(Catch Per Unit Effort,CPUE)为适应性指数(suitability index,SI),利用几何平均法、算术平均法、最大值法和最小值法分别建立基于海水海表面温度(sea surface temperature,SST)、海表面高度(sea surface height,SSH)和海表面叶绿素a浓度(sea surface chlorophyll,SSC)的综合栖息地指数(habitat suitability index,HSI)模型。并利用2015年5～11月生产数据用于HSI模型验证,T检验结果表明算术平均值法拟合效果最好(P<0.05),模型准确度达70%以上,确立最适的秋刀鱼渔情预报模型,可为秋刀鱼的生产提供参考。     

西北太平洋海域太平洋褶柔鱼秋生群产卵场指数动态评估

为探究太平洋褶柔鱼(Todarodes pacificus)秋生群资源丰度波动的原因,本研究利用适宜产卵的海表温度(SST)和水深数据,构建了太平洋褶柔鱼秋生群1979—2018年40年潜在产卵场模型,在此基础上开发了适宜海表温度均值(MVSS)、适宜性海表温度加权面积(SSWA)和等温线经向位置(MP)3种产卵场指数...     

不同气候模态下西北太平洋秋刀鱼资源丰度预测模型建立

秋刀鱼（Cololabis saira）资源对海洋环境因素极为敏感,不同气候模态可能对秋刀鱼资源丰度产生不同的影响。根据1990-2014年西北太平洋日本的秋刀鱼渔业中单位捕捞努力量渔获量（CPUE,以此作为资源丰度）,以及相应产卵场、索饵场的海表温（SST）遥感数据,探讨太平洋年际震荡（PDO）指数冷、暖年下,秋刀鱼资源丰度CPUE变化与产卵场、索饵场SST的关系,并分别建立资源丰度的预测模型。研究表明,PDO冷年索饵场4月SST与年CPUE显著相关（P<0.05）,PDO暖年索饵场11月的SST与年标准化CPUE显著相关（P<0.05）。PDO冷、暖年的秋刀鱼资源丰度的预测模型中,CPUE均与索饵场11月的SST、索饵场4月SST呈现正相关的关系,统计学上为显著相关（P<0.05）。PDO冷年（2012年）和PDO暖年（2014年）的CPUE预测值与实际值相对误差分别为14.03%、-16.26%,具有较好的拟合效果。研究认为,不同气候模态下,可用于秋刀鱼资源丰度预测的环境因子不同,上述建立资源丰度模型可用于业务化运行。     

基于环境因子的东、黄海鲐鱼剩余产量模型及应用

海洋环境是影响中上层鱼类资源的重要因子之一。本文根据东、黄海鲐鱼推断的产卵场海域平均海表面温度(SST)和适宜SST(15~21℃)范围,假设环境容量K和内禀自然增长率r与环境因子呈线性关系,建立了基于SST的剩余产量模型(Environmentally Dependent Surplus Produc-tion Model,EDSP模型),分析环境因子对东、黄海鲐鱼资源的影响。用Akaike信息法则(Akaike Information Criterion,AIC)对不同模型进行了比较。研究结果表明,产卵场适宜SST面积与平均SST成反比,基于产卵场适宜SST面积的ESDP模型为最优模型,并证实产卵场适宜SST面积大小与Kr、呈线性关系,进而对鲐鱼繁殖成功率和补充量的影响。研究结果可为鲐鱼资源量的预测和科学管理提供参考。     

基于栖息地指数的西北太平洋柔鱼渔获量估算

西北太平洋柔鱼是世界大洋性经济柔鱼类之一,估算其渔获量是科学管理柔鱼资源的重要基础。根据2003-2008年8～10月西北太平洋柔鱼生产统计数据,结合环境遥感数据,包括海表温度(SST),海表温梯度(GSST)及海表高度(SSH),利用栖息地适宜性指数(HSI)模型定性描述资源密度分布与其栖息环境之间的关系,同时在假设捕捞努力量时空分布相同的情况下,建立了各作业渔区渔获量与HSI之间的关系。结果表明,单位渔区(经纬度0.5°×0.5°内周平均渔获量与HSI之间呈现显著的正相关,并建立了最适关系的指数模型,以及单位渔区内周最大可能渔获量与HSI之间的线性关系式。当HSI较低(0～0.1)或较高(0.9～1)时,其预测的渔获量相对误差较大,并对误差产生的原因进行了分析。研究结果表明,利用基于栖息地指数模型来预测柔鱼可能的渔获量是可行性。     

基于产卵场和索饵场适宜性的西北太平洋柔鱼丰度预测

柔鱼(Ommastrephes bartramii)是北太平洋重要的经济头足类。短生命周期的特征使其资源丰度主要取决于补充量,早期生活史阶段的海洋环境将直接影响补充量大小。利用2004?2015年我国鱿钓船队在西北太平洋的生产统计数据,以及产卵场和索饵场海表水温,将产卵场和索饵场等分成不同数量的海区,运用相关性分析和随机森林模型,筛选出产卵期各月产卵场最适海表水温范围占总面积的比值(Ps)和索饵期各月索饵场最适海表水温范围占总面积的比值(Pf)与单位捕捞努力量渔获量(CPUE)显著相关的海区,将Ps值或Pf值作为神经网络模型的输入变量,分别构建基于产卵场、索饵场的资源丰度预报模型,分析模型的优劣与预报准确度。结果表明:产卵场划分方案为5°×5°,索饵场为2.5° (经)×4° (纬)较为合适。随机森林筛选出的海区与相关性分析筛选出的适宜海区范围大致吻合,且随机森林能够识别与CPUE相关的潜在海域。模型的预报结果表明,其预报准确度均达到90%以上,随机森林筛选出的海区的最适海表水温范围占该海区的比值作为神经网络模型输入因子构建的模型优于相关性分析,预报准确度更高。基于产卵场海域构建的模型相对于索饵场,模型精确度更高、更稳定。     

西北太平洋鲐鱼渔场的时空分布及其与海表温度和叶绿素浓度的关系

鲐鱼(Scomber japonicus)是西北太平洋的重要捕捞对象,其分布易受环境变化的影响。为定量分析海表温度和叶绿素浓度等影响因子对渔场分布的作用,文章采用产量重心、地统计插值和广义加性模型等方法,结合2017年西北太平洋2艘灯光敷网渔船的渔捞日志和海洋环境数据,探究该海域的渔场分布变化。研究结果表明：鲐鱼产量和单位捕捞努力量渔获量（CPUE）呈先上升后下降的趋势,其中7月的产量最高,9月的CPUE最高;产量重心于4-9月由SW方向向NE方向移动,并于9-12月返回SW方向;鲐鱼渔场的最适海表温度为14℃～16℃,最适叶绿素a浓度为0.4～1.0 mg/m3;叶绿素a浓度对渔场分布无显著影响,可能与鲐鱼摄食对象的特性有关。     

近百余年来西北太平洋SST长期变化趋势研究

利用来自英国气象局Hadley中心的海表温度(SST—Sea SurfaceTemperature)资料,计算了近百余年来(1870—2010年)西北太平洋SST的整体变化趋势、变化趋势的区域性差异、季节性差异、变化周期、突变形势,结果表明:(1)近百余年来,西北太平洋的SST整体上以3.9×10-3℃/a的速度显著性逐年线性递增。在1870—1910年期间表现出缓慢的递减趋势,1910—1930年期间的SST为近百余年来的波谷,曲线走势非常平缓,1930年以后,SST持续性递增至今;(2)西北太平洋大部分海域的SST表现出显著性逐年线性递增趋势,近海的递增趋势强于大洋。近海的递增趋势基本都在3×10-3℃/a以上,福建和广东沿岸、台湾周边海域、琉球群岛-日本一带周边海域的递增趋势最为强劲,基本在9×10-3℃/a以上,高值中心可达12×10-3℃/a以上;仅在鄂霍次克海西部近海呈显著的递减趋势,-15×10-3—-9×10-3℃/a;(3)西北太平洋SST的变化趋势表现出较大的季节性差异,秋冬两季的递增趋势强于春夏两季。鄂霍次克海的SST在冬春两季表现出显著性递减趋势,在秋季则表现出显著性递增趋势,夏季为过渡季节;(4)西北太平洋海域的SST存在多种尺度的变化周期:具有显著的2.1—2.3年、2.6—3.0年、3.3—3.8年、4.1—4.3年、4.7—6.0年、6.9—9.0年的显著性变化周期,以及45年以上的长周期震荡。近百余年来,西北太平洋海域的SST并不存在显著的突变现象。     

基于GAM的西北太平洋日本鲭资源丰度预测模型建立

日本鲭(Scomber japonicus)是西北太平洋重要的鱼类资源之一,科学预测日本鲭的资源丰度有利于其资源的合理开发和利用。本研究依据日本渔业机构提供的1987–2012年日本鲭太平洋群体的资源量数据,结合产卵场和渔场的海洋环境数据以及气候因子,使用广义加性模型对影响日本鲭太平洋群体的海洋环境和气候因子进行分析,筛选出有显著影响的因子并建立该群体的资源量预测模型。结果表明,与该群体资源量有显著关系的影响因子有:北极涛动指数、太平洋年代际振荡指数、渔场海表面高度、渔场海表面盐度和渔场海表面温度。基于赤池信息准则筛选出的4个资源量预测模型分析表明,包含北极涛动指数、渔场海表面高度和渔场海表面温度的模型有较好的预测效果,该模型的验证结果也通过了t检验(P<0.05),可用于日本鲭太平洋群体资源量的预测。     

基于贴现率的西北太平洋柔鱼生物经济模型及管理策略分析

西北太平洋柔鱼是我国远洋渔业重要的捕捞对象,综合考虑生物、经济和社会效益来科学制定渔业管理目标是确保柔鱼资源可持续利用的重要研究内容。本文根据1996—2011年我国鱿钓船在西北太平洋海域捕捞的柔鱼渔获量和作业成本,结合贴现率和渔获物价格等经济数据,构建基于贴现率的西北太平洋柔鱼生物经济模型。结果表明,西北太平洋柔鱼资源状况处于良好状态,并未遭受过度捕捞;当贴现率α在0.3~0.5之间,当前利益占长远利益的20%~30%(D=0.2~0.3),且渔获物价格在9 195~12 500元/t之间时,该海域的柔鱼资源种群资源量相对稳定,能达到最优种群数量水平,可保证柔鱼渔获量始终处在MSY之下,确保柔鱼资源的可持续利用。     

东海北部三疣梭子蟹资源评估与管理决策分析

三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)是中国东海北部海域重要的经济蟹类,对三疣梭子蟹资源开展评估是其可持续利用的基础。本文运用基于贝叶斯方法的Schaefer剩余产量模型,对东海北部海域的三疣梭子蟹资源进行评估,确定了当前三疣梭子蟹资源的开发利用状态,估算了在不同收获率水平下未来10年三疣梭子蟹的生物量和年总可捕捞量,分析了管理策略实施后三疣梭子蟹资源崩溃的风险。研究显示,在基准方案和敏感性分析方案下模型参数预测值以及生物学参考点估计值比较相近。使用两种方案估算得到的最大可持续产量(MSY)均约为24×10⁴ t, MSY对应的生物量B_MSY均约为252×10⁴ t。在基准方案下,MSY对应的捕捞死亡系数F_MSY为0.096;在敏感性分析方案下,MSY对应的捕捞死系数F_MSY为0.097。在2001—2020年间,捕捞死亡系数均低于F_MSY,且生物量基本在B_MSY水平之上,表明近年来三疣梭子蟹未出现过度捕捞的情...     

基于产卵场环境因子的阿根廷滑柔鱼资源补充量预报模型研究

西南大西洋阿根廷滑柔鱼Illex argentinus是短生命周期种类,其资源量极易受到海洋环境变化的影响。根据2003—2011年我国鱿钓船队在西南大西洋的生产统计数据,以及产卵场海洋表面温度(SST)、海表温度距平值(SSTA),计算分析了阿根廷滑柔鱼在产卵期产卵场各月最适表层水温范围占总面积的比例(用PS表示)以及表征海流强度的SST、SSTA等多种环境变量因子与单位捕捞量渔获量(CPUE)的相关性,建立多种基于主要环境因子的资源补充量预报模型,同时分析比较预报模型的优劣。相关性分析表明:6月份有3片连续区域的SST与CPUE之间存在强相关性,分别为38°~39°S、54°~55°W,40.5°~41.5°S、51°~52°W,39.9°~40.4°S、42.6°~43.1°W。利用6月份此3片连续区域SST与次年CPUE建立的三元线性模型,模型符合统计检验,偏差解释率为82.4%。在此基础上加入7月份PS影响因子建立3种方案下的误差反向传播(EBP)神经网络模型。结果认为,包含了福克兰寒流与巴西暖流表温信息的方案3模型优于其他两种模型,其准确率可以达到90%以上。     

基于GAM和GLM模型的西北太平洋秋刀鱼CPUE标准化比较研究

秋刀鱼（Cololabis saira）是中国在西北太平洋海域的重要的捕捞对象之一,单位捕捞努力量渔获量（CPUE） 标准化是开展其资源评估研究的重要内容,许多统计模型被运用到CPUE标准化研究中。本文根据2003-2017年中国大陆在西北太平洋海域的秋刀鱼生产统计资料,结合卫星遥感获得的海洋环境数据如：海表面温度、海表面高度以及海温梯度等,基于广义线性模型（general linear model,GLM） 和广义加性模型（generalized additive model,GAM） 对中国大陆西北太平洋秋刀鱼渔业进行CPUE 标准化,并对两种模型的结果进行了对比分析研究。通过贝叶斯信息准则选择最佳GLM和GAM模型,使用解释偏差和5-fold交差验证来对比两个模型结果。GLM模型的最佳模型对CPUE偏差的解释率为21.57%,GAM的最佳模型对CPUE偏差的解释率为38.95%。通过5-fold交差验证分析发现,GAM模型标准化结果较优于GLM模型,因此,认为GAM模型更适合于西北太平洋秋刀鱼渔业CPUE标准化。     

日本鲐对马群系资源丰度预测研究

利用1973-2016年日本西海水产研究所提供的日本鲐(Scomber Japanicus)对马群系的资源量与渔获量数据,结合产卵场1(SG1, 26°~31°N,122°~127°E)、产卵场2(SG2, 30°~35°N,128°~131°E)、索饵场(FG, 35°~38°N,127°~138°E)的海表面温度、太平洋年代际振荡指数(PDO)和Nino3.4区海表温距平值(SSTA),建立基于灰色系统的日本鲐对马群系资源丰度预测模型。灰色关联和相关系数分析结果显示:选择产卵场2的4月、9月海表面温度和索饵场4月海表面温度作为日本鲐资源丰度关键影响因子。建立的模型有:分别包含产卵场2的4月、9月和索饵场4月的海表面温度3个因子的GM(1,2),GM(1,3),GM(1,4)的7种模型。这7种模型的相对残差Q检验值分别为:0.131 0,0.140 2,0.145 9,0.149 3,0.176 7,0.140 3和0.173 5。结果表明,基于产卵场2的4月海表面温度所建立的GM(1,2)模型是对日本鲐对马群系资源丰度最优预测模型。     

常规信息对遥感海表流场的修正方法

从美国NOAA系列卫星AVHRR资料得到海表温度(SST)图能大面积同步地反映出某一时刻海表面温度分布实况,而海表温度结构反映出一定的海流信息.因此,从有时间序列的SST图的变化规律可定性地看出水团的移动情况.如果借助计算机技术,利用连续SST图就可反演海表流场,得到大面积同步的海表流场图.     

海洋环境因子对澳洲鲐亲体补充量关系的影响——基于贝叶斯模型平均法的研究

澳洲鲐（Scomber australasicus）是西北太平洋重要的中上层经济鱼类,生命周期相对较短,资源量受补充量影响明显,了解澳洲鲐太平洋群系补充量状况对掌握其资源量及确保其可持续利用具有重要的意义。本文利用产卵场1（30°~32°N,130°~132°E）海表面温度（sea surface temperature,SST1）、产卵场2（34°~35°N,138°~141°E）海表面温度（SST2）、索饵场（35°~45°N,140°~160°E）海表面温度（SST3）、潮位差（tidal range,TR）、太平洋年代际涛动（Pacific decadal oscillation,PDO）和亲体量（spawning stock biomass,SSB）6个影响因子任意组合与补充量构建多个模型,运用贝叶斯模型平均法（Bayesian model averaging,BMA）分析各个环境因子对资源补充量的解释能力,并预测其补充量的变化。结果表明,SSB对补充量具有最长期且稳定的解释能力,其次是SST3,PDO、TR、SST2、SST1也对补充量模型具有一定的解释能力。SST3是环境因子中影响最大的因子,可能是由于补充群体在索饵场内生活时间较长,索饵场温度对仔鱼或鱼卵的生长存活有较大的影响。研究认为,基于BMA的组合预报综合考虑了各个模型的优势,优于单一模型,可用于澳洲鲐资源补充量的预测。